C++簡明分析臨時對象是什么
一、初探臨時對象
1.問題
下面的程序輸出什么?為什么?

下面編寫程序進行實驗:
#include <stdio.h>
class Test {
int mi;
public:
Test(int i) {
mi = i;
}
Test() {
Test(0);
}
void print() {
printf("mi = %d\n", mi);
}
};
int main()
{
Test t;
t.print();
return 0;
}輸出結果如下:

程序意圖:
- 在 Test() 中以 0 作為參數(shù)調用 Test(int i)
- 將成員變量 mi 的初始值設置為 0
運行結果:
- 成員變量 mi 的值為隨機值
2.思考
構造函數(shù)是一個特殊的函數(shù)
- 是否可以直接調用?
- 是否可以在構造函數(shù)中調用構造函數(shù)?
- 直接調用構造函數(shù)的行為是什么?
3.答案
- 直接調用構造函數(shù)將產(chǎn)生一個臨時對象
- 臨時對象的生命周期只有一條語句的時間(過了這條 C++ 語句,臨時對象將被析構而不復存在)
- 臨時對象的作用域只在一條語句中
- 臨時對象是 C++ 中值得警惕的灰色地帶
可以將上面代碼寫成這樣,避免臨時對象:
#include <stdio.h>
class Test {
int mi;
void init(int i)
{
mi = i;
}
public:
Test(int i) {
init(i);
}
Test() {
init(0);
}
void print() {
printf("mi = %d\n", mi);
}
};
int main()
{
Test t;
t.print();
return 0;
}輸出結果如下:

再來看一個程序,深刻體會一下臨時對象:
#include <stdio.h>
class Test {
int mi;
void init(int i)
{
mi = i;
}
public:
Test(int i) {
printf("Test(int i)\n");
init(i);
}
Test() {
printf("Test()\n");
init(0);
}
void print() {
printf("mi = %d\n", mi);
}
~Test()
{
printf("~Test()\n");
}
};
int main()
{
printf("main begin\n");
Test();
Test(10);
printf("main end\n");
return 0;
}輸出結果如下:

這個程序很好的說明了臨時對象的生命周期只有一條語句的時間(過了這條 C++ 語句,臨時對象將被析構而不復存在)
二、編譯器的行為
現(xiàn)代 C++ 編譯器在不影響最終執(zhí)行結果的前提下,會盡力減少臨時對象的產(chǎn)生?。。?/p>
下面來看一個例子:
#include <stdio.h>
class Test
{
int mi;
public:
Test(int i)
{
printf("Test(int i) : %d\n", i);
mi = i;
}
Test(const Test& t)
{
printf("Test(const Test& t) : %d\n", t.mi);
mi = t.mi;
}
Test()
{
printf("Test()\n");
mi = 0;
}
int print()
{
printf("mi = %d\n", mi);
}
~Test()
{
printf("~Test()\n");
}
};
Test func()
{
return Test(20);
}
int main()
{
//Test t(10); 等價于 Test t = Test(10);
Test t = Test(10); // ==> Test t = 10;
Test tt = func(); // ==> Test tt = Test(20); ==> Test tt = 20;
t.print();
tt.print();
return 0;
}輸出結果如下:

注意兩點:
- 通過輸出結果可以看到【編譯器并沒有按照生成臨時對象,再用臨時對象初始化 t 對象(其中涉及調用拷貝構造函數(shù))】的步驟,因為現(xiàn)代的編譯器都會盡力避免臨時對象的產(chǎn)生。
- Test t = Test(10); 等價于 Test t = 10; 寫成Test t = 10; 可以杜絕臨時對象的產(chǎn)生。因為臨時對象的產(chǎn)生會帶來性能上的問題,Test t = Test(10); 相當于調用了兩次構造函數(shù), 而 Test t = 10; 少調用一次函數(shù),性能得到提升。
三、小結
- 直接調用構造函數(shù)將產(chǎn)生一個臨時對象
- 臨時對象是性能的瓶頸,也是 bug 的來源之一
- 現(xiàn)代 C++ 編譯器會盡力避開臨時對象
- 實際工程開發(fā)中需要人為的避開臨時對象
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